完整word版CA6140型普通车床电气控制线路故障检修实训教材文档格式.docx
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（二）控制电路分析
控制回路的电源由变压器TC副边输出110V电压提供，采用FU3作短路保护。
①主轴电动机的控制：
按下启动按钮SB2，接触器KM1的线圈获电动作，其主触头闭合，主轴电动机M1启动运行。
同时KM1的自触头和另一副常开触头闭合。
按下停止按钮SB1，主轴电动机M1停车。
②冷却泵电动机控制：
如果车削加工过程中，工艺需要使用却液时，合上开关QS2，在主轴电动机M1运转情况下，接触器KM1线圈获电吸合，其主触头闭合，冷却泵电动机获电运行。
由电气原理图可知，只有当主轴电动机M1启动后，冷却泵电动机M2才有可能启动，当M1停止运行时，M2也就自动停止。
③溜板快速移动的控制：
溜板快速移动电动机M3的启动是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB3来控制，它与中间继电器KM3组成点动控制环节。
将操纵手柄扳到所需要的方向，压下按钮SB3，继电器KM3获电吸合，M3启动，溜板就向指定方向快速移动。
（三）照明、信号灯电路分析
控制变压器TC的副边分别输出24V和6V电压，作为机床低压照明灯和信号灯的电源。
EL为机床的低压照明灯，由开关SA控制；
HL为电源的信号灯，采用FU4作短路保护。
（四）电路的保护环节
1、电路电源开关是带有开关锁SA2的断路器QS。
机床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上QS，增加了安全性。
需要送电时，先用开关钥匙插入SA2开关锁中并右旋，使QS线圈断电，再扳动断路器QS将其合上，此时，机床电源送入主电路380V交流电压，并经控制变压器输出110V控制电路、24V安全照明电路、6V信号灯电压。
断电时，若将开关锁SA2左旋，则触头SA2（03—13）闭合，QS线圈通电，断路器QS断开，机床断电。
若出现误操作，QS将在0.1s内再次自动跳闸。
2、打开机床控制配电盘壁箱门，自动切除机床电源的保护。
在配电盘壁箱门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁箱门时，安全开关的触头SQ2（03—13）闭合，将使断路器QS线圈通电，断路器QS自动跳闸，断开机床电源，以确保人身安全。
3、机床床头皮带罩处设有安全开关SQ1，当打开皮带罩时，安全开关触头SQ1（03—1）断开，将接触器KM1、KM2、KM3线圈电路切断，电动机将全部停止旋转，以确保了人身安全。
4、为满足打开机床控制配电盘壁箱门进行带电检修的需要，可将SQ2安全开关传动杆拉出，使触头SQ2（03—13）断开，此时QS线圈断电，QS开关仍可合上。
当检修完毕，关上壁箱门后，将SQ2开关传动杆复位，SQ2保护作用照常起作用。
5、电动机M1、M2由FU热继电器FR1、FR2实现电动机长期过载保护；
断路器QS实现全电路的过流、欠电压保护及热保护；
熔断器FU、FU1至FU6实现各各部分电路的短路保护。
此外，还设有EL机床照明灯和HL信号灯进行刻度照明。
一、绘制和识读机床电路图的基本知识
一般机床电气控制电路包含的元器件和电气设备较多，其电路图的符号较多，为了便于分析，机床电路图中多了一些标识：
1、电路图按电路功能分为若干单元，并用文字将其功能标注在电路图上部的栏内，例如将CA6140型车床电路或一条支路划分为一个图区，可分为电源保护、电源开关、主轴电动机、短路保护等12个单元。
2、为了便于查找元器件，在电路图下部划分为若干图区，通常是一条回路或一条支路划分为一个图区，并用阿拉伯数字编号依次标注在电路图最下面图区栏内。
例如CA6140型车床电路图共划分了16个图区。
3、电路图中，在每个接触器线圈下方画出两条直线，分成左、中、右三栏，每个继电器线圈下方画出一条竖直线，分成左、右两栏。
把受其线圈控制而动作的触头所处的图区号填入相应的栏内，对备而未用的触头，在相应的栏内用记号“×
”标出或不标出任何符号。
例如X62W型万能铣床部分电路图（a）中，表示KM1的3对主触头均在图区2，一对辅助常开触头在图区13，另一对辅助常开触头在图区15，一对辅助常闭触头在图区10。
另外，表示KM2的3对主触头均在图区3，一对辅助常开触头在图区未用，一对辅助常闭触头也未用。
（a）X62W型万能铣床部分电路
4、电路图中触头文字符号下面数字表示电器线圈所处的图号区。
二、CA6140车床的主要结构及型号意义
1、结构：
CA6140型卧式车床主要由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、卡盘、尾架、丝杠和光杠等部分组成。
如图2—1—2所示。
图2—1—2CA6140型车床的外形
1挂轮箱2主轴箱3刀架4溜板箱5尾座6床身导轨7后床脚8丝杆9光杆10操纵杆11前床脚12进给箱
2、功能：
（1）主轴箱支撑主轴并带动工件作回转运动。
箱内装有齿轮、轴等零件，组成变速传动机构，变换箱外手柄位置，可使主轴得到多种不同的转速。
（2）进给箱是进给传动系统的变速机构。
它把交换齿轮箱传递来的运动，经过变速后传递给丝杆，以实现各种螺纹的车削或机动进给。
（3）交换齿轮箱用来将主轴的回转运动传递到进给箱。
更换箱内的齿轮，配合进给箱变速机构，可以得到车削各种螺距的螺纹的进给运动；
并满足车削时对不同纵、横向进给量的需求。
（4）溜板箱接受光杆传递的运动，驱动床鞍和中、小滑板及刀架实现车刀的纵横进给运动。
溜板箱上装有一些微手柄和按钮。
可以方便地操纵车床上来选择诸如机动、手动、车螺纹及快速移动等到运动方式。
（5）床身是车床的大型基础部件，精度要求很高，用来支撑和连接车床的各个部件。
床身上面有两条精确的导轨，床鞍和尾座可沿着导轨移动。
（6）刀架部分由床鞍、两层滑板和刀架体共同组成用于装夹车刀并带动车刀作纵向、横向和斜向运动。
（7）尾座安装在床身导轨上，并可沿着导轨纵向移动，以调整结构其工作位置。
尾座主要用业安装后顶尖，以支撑较长的工件，也可以安装钻头、铰刀等切削刀具进行孔加工。
（8）床身前后两个床脚分别与床身前后两端下部连为一体，用以支撑床身及安装在床身上的各个部件。
可以通过调整垫块把床身调整到水平状态，并用其所长地脚螺栓固定在此工作场地上。
（9）冷却装置主要通过冷却泵将切削液加压后经冷却嘴喷射到切削区域。
3、CA6140型车床的型号含义如下：
C
A
61
40
结构特征代号
分类号（车床类）
主参数代号（工件最大回转直径1/10）
组系代号（卧式）
三、CA6140型车床操作步骤和要求
1、车床的启动操作
（1）检查车床各变速手柄是否处于空档位置，离合器是否处于正确位置，操纵杆是否处于停止状态，确认无误后，合上车床电源总开关。
（2）按下床鞍上的绿色启动按扭，电动机启动。
（3）向上提起溜板箱右侧的操纵杆手柄，主轴正转；
操纵杆手柄回到中间位置，主轴停止转动；
操纵杆向下压，主轴反转。
（4）主轴正反转的转换要在主轴停止转动后进行，避免因连续转换操作使瞬间电流过大而发生电器故障。
（5）按下床鞍上的红色停止按钮，电动机停止工作。
2、主轴箱的变速操作
通过改变主轴箱正面右侧的两个叠套手柄的位置来控制。
前面的手柄有6个挡位，每个有4级转速，由后面的手柄控制，所以主轴共有24级转速，如图2—1—3所示。
主轴箱正面左侧的手柄用于是螺纹的左右旋向变换和加大螺距，共有4个挡位，即右旋螺纹、左旋螺纹加大螺距和左旋加大螺距螺纹，其挡位如图2—1—3所示。
图2—1—3主轴箱的变速操作手柄、挡位图
3、进给箱的变速操作
C6140型车床上进给箱正面左侧有一个手轮，手轮有8个挡位；
右侧有前、后叠装的两个手柄，前面的手柄是丝杆、光杆变换手柄，后面的手柄有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个挡位，用业与手轮配合，用以调整螺距或进给量。
根据加工要求调整所需螺距或进给量时，可通过查找进给箱油池盖上的调配表来确定手轮和手柄的具体位置。
其挡位如上图2—1—3所示。
4、溜板箱的操作
溜板部分实现车削时绝大部分的进给运动：
床鞍及溜板箱作纵向移动，中滑板作横向移动，小滑板可作纵向或斜向移动。
进给运动有手动进给和机动进给两种方式。
溜板部分的手动操作
（1）床鞍及溜板箱的纵向移动由溜板箱正面左侧的大手轮控制。
顺时针方向转动手轮时，床鞍向右运动；
逆时针方向转动手轮时，向左运动。
手轮轴上的刻度盘圆周等分300格，手轮每转过1格，纵向移动1mm。
（2）中滑板的横向移动由中滑板手柄控制。
顺时针方向转动手柄时，中滑板向前运动（即横向进刀）；
逆时针方向转动手轮时，向操作者运动（即横向退刀）。
手轮轴上的刻度盘圆周等分100格，手轮每转过1格，纵向移动0.05mm。
（3）小滑板在小滑板手柄控制下可作短距离的纵向移动。
小滑板手柄顺时针方向转动时，小滑板向左运动；
逆时针方向转动手柄时，小滑板向右运动。
小滑板手轮轴上的刻度盘圆周等分100格，手轮每转过1格，纵向或斜向移动0.05mm。
小滑板的分度盘在刀架需斜向进给车削短圆锥体时，可顺进针或逆时针地在90°
范围内偏转所需角度，调整时，先松开锁紧螺母，转动小滑板至所需角度位置后，再锁紧螺母将小滑板固定。
溜板部分的机动进给操作练习
（1）C6140型车床的纵、横向机动进给和快速移动采用单手柄操纵。
自动进给手柄在溜板箱右侧，可沿十字槽纵、横扳动，手柄扳动方向与刀架运动方向一致，操作简单、方便。
手柄在十字槽中央位置时，停止进给运动。
在自动进给手柄顶部有一快进探钮，按下此钮，快速电动机工作，床鞍或中滑板手柄扳动方向作纵向或横向快速移动，松开按钮，快速电动机停止转动，快速移动中止。
（2）溜板箱正面右侧有一开合螺母操作手柄，用于控制溜板箱与丝杆之间的运动联系。
车削非螺纹表面时，开合螺母手柄位于上方；
车削螺纹时隔不久，顺时针方向扳下开合螺母手柄，使开合螺母闭合并与丝杆啮合，将丝杆的运动传递给溜板箱，使溜板箱、床鞍按预定的螺距作纵向进给。
车完螺纹应立即开合螺母手柄扳回到原位。
5、CA6140尾座操作。
如图2—1—4所示。
图2—1—4CA6140尾座操作
（1）手动沿床身导轨纵向移动尾座至合适的位置，逆时针方向扳动尾座固定手柄，将尾座固定。
注意移动尾座时用力不要过大。
（2）逆时针方向移动套筒固定手柄，摇动手轮，使套筒作进、退移动。
顺时针方向转动套筒固定手柄，将套筒固定在选定的位置。
（3）擦净套筒内孔和顶尖锥柄，安装后顶尖；
松开套筒固定手柄，摇动手轮使套筒后退出后顶尖。
6、安全注意事项
（1）严格遵守车工安全操作规程。
（2）通电前检查机床各部分位置正确。
（3）操作时注意力要集中，以防滑板等碰撞。
（4）变换转速时应先停车，后变速。
四、中小型车床对电气控制的要求
1、主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，为满足调速设计要求，采用机械变速。
主轴要求正、反转，对于小型车床主轴的正反转由拖动电动机正反转来实现；
档拖动电动机容量较大时，可由摩擦离合器来实现主轴正反转，电动机只作单向旋转。
一般中小型车床的主轴电动机均采用直接起动。
当电动机容量较大时，常采用Y-△降压起动。
停车时为实现快速停车，一般采用机械或电气制动。
2、切削加工时，刀具与工件温度较高时需要切削液进行冷却。
为此。
设有一台冷却泵电动机，且与主轴电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后方可选择启动与否；
当主轴电动机停止时，冷却泵电动机便立即停止。
3、快速移动电动机采用点动控制，单方向旋转，靠机械结构实现不同方向的快速移动。
4、电气电路应具有必要的保护环节、安全可靠的照明电路及信号指示。
五、电气控制电路中各元件的选择与技术数据
1、电动机的选择
M1主轴电动机：
Y系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠，结构坚固，外形美观等特点，起动性能好，具有效率高等特点，达到了节能效果。
而且噪声低、寿命长、经久耐用。
Y系列电动机适用于空气中不含易燃、易爆或腐蚀性气体的场所。
Y132-4-B3型号电动机功率为7.5kW，频率为50Hz，转速为1450r/min，功率因素COSφ为，0.85效率为87%，堵转转矩为2.2n.m，最大转矩为2.3n.m，所以此类型电动机能符合电路配置，并能有效完成工作。
M2冷却泵电动机：
AOB-25机床冷却泵是一种浸渍式的三相电泵，它由封闭式三相异步电动机与单极离心泵组合而成，具有安装简单方便.运行安全可靠.过负荷能力强.效率高.噪声低等优点，适合作为各种机床输送冷却液、润滑液的动力。
此电动机输出功率为90W，扬程为4米，流量为25升/分，出口管径为1/2吋，能有效配合M1电动机使用。
M3快速移动电动机：
AOS5634功率为250W，电压为380V，频率为50Hz，转速为1360转/分，E级
2、控制变压器的选择
查看电源电压、实际用电载荷和地方条件，然后参照变压器铭牌标示的技术数据逐一选择，一般应从变压器容量、电压、电流及环境条件综合考虑，其中容量选择应根据用户用电设备的容量、性质和使用时间来确定所需的负荷量，以此来选择变压器容量。
在正常运行时，应使变压器承受的用电负荷为变压器额定容量的75～90%左右。
运行中如实测出变压器实际承受负荷小于50%时，应更换小容量变压器，如大于变压器额定容量应立即更换大变压器。
同时，在选择变压器根据线路电源决定变压器的初级线圈电压值，根据用电设备选择次级线圈的电压值，最好选为低压三相四线制供电。
这样可同时提供动力用电和照明用电。
对于电流的选择要注意负荷在电动机起动时能满足电动机的要求（因为电动机起动电流要比下沉运行时大4～7倍）。
JBK2-100VA机床控制变压器适用交流50-60Hz，输出额定电压不超过220V，输入额定电压不超过500V，可作为各行业的机械设备，一般电器的控制电源工作照明，信号灯的电源之用。
此类控制变压器初级电压为380V，次级电压分别为110V、24V、6V。
3、熔断器的选择
其类型根据使用环境、负载性质和各类熔断器的适用范围来进行选择。
例如：
用于照明电路或小的热负载，可选用RCIA系列瓷插式熔断器；
在机床控制电路中，较多选用RL1系列螺旋式熔断器
熔断器的额定电压必须大于或等于被保护电路的额定电压；
熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。
4、导线的选择
在安装电器配电设备中，经常遇到导线选择的问题，正确选择导线是项十分重要的工作，如果导线的截面积选小了，电器负载大易造成电器火灾的后果；
如果导线的截面积选大了，造成成本高，材料浪费。
导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关，根据以下数据，主电路选择BVR-2.5mm2铜芯导线，控制电路BVR-1mm2铜芯导线。
六、电气故障检修的一般步骤
1、观察和调查故障现象：
电气故障现象是多种多样的。
同一类故障可能有不同的故障现象，不同类故障可能有同种故障现象，这种故障现象的同一性和多性，给查找故障带来复杂性。
但是，故障现象是检修电气故障的基本依据，是电气故障检修的起点，因而要对故障现象进行仔细观察、分析，找出故障现象中最主要的、最典型的方面，搞清故障发生的时间、地点、环境等。
2、分析故障原因，确定故障范围：
根据故障现象、分析故障原因是电气故障检修的关键。
分析的基础是：
电工电子基本理论；
电气设备的构造、原理及性能特点；
机床设备电气控制系统的组成、作用及工作流程等。
某一电气故障产生的原因可能很多，重要的是根据分析要在众多原因中确定引起故障的大致范围。
3、采用具体的故障检查方法寻找故障点：
在确定的故障范围里，先建立故障检修方案，然后采用各种具体检查方法缩小故障范围，依靠边检查边分析的形式将故障缩小至某一器件是电气故障检修的最终目的和结果。
设备的故障点可以是电路的短路点、损坏的元器件，或者是某些运行参数的变异（如电压的波动、三相不平衡等）。
七、电气故障检修的一般方法
电气故障的检修，一方面要理论联系实际，根据具体故障进行具体分析，另一方面主要采用适当的检修方法。
1、直观法：
通过“问、看、听、模、闻”来发现异常情况，从而来确定故障电路和故障所在部位。
①问：
向现场操作人员了解故障发生前后的情况。
如故障发生前是否过载、频繁启动和停止；
故障发生时是否有异常声音和振动；
有没有冒烟、冒火等现象。
②看：
仔细察看各种电器元件的外观变化情况。
如看触点是否烧融、氧化，熔断器熔体熔断指示器是否跳出，热继电器是否脱扣，导线和线圈是否烧焦，热继电器整定值是否合适、瞬时动作整定电流是否符合要求等。
③听：
主要听有关电器在故障发生前后声音是否有差异。
如听电动机启动时是否只“嗡嗡”响而不转；
接触器线圈得电后是否噪声很大等。
④摸：
故障发生后，断开电源，用手触摸或轻轻推拉导线及电器的某些部位，以察觉异常变化。
如摸电动机、自藕变压器和电磁线圈表面等，感觉温度是否过高；
轻拉导线，看连接是否松动；
轻推电器活动机构，看移动是否灵活等。
⑤闻：
故障出现后，断开电源，将鼻子靠近电动机、自藕变压器、继电器、接触器、绝缘导线等处，闻闻是否有焦味。
如有焦味，则表明电器绝缘层已被烧坏，主要原因则是过载、短路或三相电流严重不平衡等故障所造成。
2、状态分析法：
发生故障时，根据电气设备所处的状态进行分析的方法，称为状态分析法。
电气设备的运行过程总可以分解成若干个连续的阶段，这些阶段也可称为状态。
任何电气设备都处在一定的状态下工作，如电动机工作过程可以分解成启动、运转、正转、反转、高速、低速、制动、停止等工作状态。
电气故障总是发生于某一状态，而在这一状态中，各种元件又处于什么状态，这正是分析故障的重要依据。
电动机启动时，哪些元件工作，哪些触点闭合等，因而检修电动机启动故障时就要注意这些元件的工作状态。
3、图形变换法：
电气图是用以描述电气装置的构成、原理、功能，提供装接和使用维修信息的工具。
检修电气故障，常常需要将实物和电气图对照进行。
然而，电气图种类繁多，因此需要从故障检修方便出发，将一种形式的图变换成另一种形式的图。
其中最常用的是将设备布置接线图变换成电路图，将集中式布置电路图变换成为分开式布置电路图。
八、电气故障检修技巧
1、熟悉电路原理，确定检修方案：
当一台设备的电气系统发生故障时，不要急于动手拆卸，首先要了解该电气设备产生故障的现象、经过、范围、原因；
熟悉该设备及电气系统的组成和工作原理；
掌握各个具体电路的作用和特点；
明确电路中各级之间的相互联系以及信号在电路中的来龙去脉；
再结合实际经验，经过周密思考，确定一个科学的故障检修方案。
2、先机损，后电路：
电气设备都以电气与机械原理为基础，特别是机电一体化的先进设备，机械和电子在功能上有机配合，是一个整体的两个部分。
往往机械部件出现故障，会影响电气系统，使许多电气部件的功能不起作用。
因此不要被表面现象迷惑，电气系统出现故障并不全都是电气本身问题，有可能是机械部件发生故障所造成的。
因此先检修机械系统所产生的故障，再排除电气部分的故障，往往会收到事半功倍的效果。
3、先简单，后复杂：
检修故障要先用最简单易行、自己最拿手的方法去处理，再用复杂、精确的方法。
排除故障时，先排除直观、显而易见、简单常见的故障，后排除难度较高、没有处理过的疑难故障。
4、先检修通病、后疑难杂症：
电气设备经常容易产生相同类型的故障就是“通病”。
由于通病比较常见，积累的经验较丰富，因此可快速排除，这样就可以集中精力和时间排除比较少见、难度高、古怪的疑难杂症。
通过简化步骤，来缩小范围，提高检修速度。
5、先外部调试，后内部处理：
外部是指暴露在电气设备外壳或密封件外部的各种开关、按钮、插口及指示灯。
内部是指在电气设备外壳或密封件内部的印制电路板、元器件及各种连接导线。
先外部调试，后内部处理，就是在不拆卸电气设备的情况下，利用电气设备面板上的开关、旋钮、按钮等调试检查，缩小故障范围。
首先排除外部部件引起的故障，再检修机内的故障，尽量避免不必要的拆卸。
6、先不通电测量，后通电测试：
首先在不通电的情况下，对电气设备进行检查和测量，然后通电对电气设备进行检修。
对许多发生故障的电气设备检修时，不能立即通电，否则可能会人为扩大故障范围，烧毁更多的元器件，造成不应有的损失。
因此，在故障机通电前，先进行电阻测量，采取必要的测量措施后，方能通电检修。
7、先公用电路、后专用电路：
任何电气系统的公用电路出现故障，其能量、信息就无法传送和分配到各具体专用电路，专用电路的功能、性能就不起作用。
如一个电气设备的电源出现故障，整个系统就无法正常运转，向各种专用电路传递的能量、信息就不可能实现。
因此遵循先公用电路、后专用电路的顺序，就能快速、准确地排除电气设备的故障。
8、总结经验，提高效率：
电气设备出现的故障五花八门、千奇百怪。
任何一台有故障的电气设备检修完，应该把故障现象、原因、检修经过、技巧、心得记录在专用笔记本上。
通过学习掌握各种新型电气设备的机电理论知识、熟悉其工作原理、积累维修经验，并将自己的经验上升为理论。
在理论指导下，具体故障具体分析，才能准确、迅速地排除故障。
一、项目准备
（1）CA6140型车床的电器设备型号规格、功能（见表2—1—1）。
表2—1—1CA6140型车床的电器元件明细
元器件
代号
图上区号
元器件的名称
型号规格
数量
用途
M1
2
主轴电动机
Y132M—4—B，37.5KW，1450r/min
1
主轴及进给电动机
M2
3
冷却泵电动机
AOB—2590W，3000r/min
提供切削液
M3
4
快速移动电动机
AOS5634，250W，13
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